Реконструкции верхних дыхательных путей с использованием тканевого эквивалента у онкологических больных

РЕКОНСТРУКЦИЯ ВЕРХНИХ ДЫХАТЕЛЬНЫХ ПУТЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТКАНЕВОГО ЭКВИВАЛЕНТА У ОНКОЛОГИЧЕСКИХ БОЛЬНЫХ

(клинико-экспериментальное исследование)

14.00.14 - онкология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата медицинских наук

Москва 2006 г.

Работа выполнена в Федеральном государственном учреждении

«Московский научно-исследовательский онкологический институт им. П.А. Герцена» Росздрава.

Научные руководители:

Член.-корр. РАМН

доктор медицинских наук, профессор И.В. Решетов

доктор биологических наук А.В. Васильев

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор А.А. Иванов

доктор медицинских наук, профессор А.Л. Клочихин

Ведущая организация:

Федеральный Государственный научно-клинический центр оториноларингологии Росздрава

Защита диссертации состоится ноября 2006 г. в часов на заседании диссертационного совета Д 208.047.01 при ФГУ «МНИОИ им. П.А.Герцена» Росздрава

Адрес: 125284, г. Москва, 2-ой Боткинский проезд, д.3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГУ «МНИОИ им. П.А. Герцена» Росздрава

Автореферат разослан « 19 » октября 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Доктор медицинских наук, профессор Седых С.А.

Общая характеристика диссертации

Актуальность темы

Актуальность проблемы реконструкции верхних дыхательных путей после резекции у онкологических больных обусловлена тем, что заболеваемость раком гортани в последнее десятилетие возросла до 5,29 на 100 тысяч населения. Несмотря на широкие возможности современной диагностики, большинство больных раком гортани (60-80 %) начинают лечение на поздних стадиях заболевания и только 30% выявляются при I - II стадии (В.О.Ольшанский с соавт., 2004.). Наиболее сложной в настоящее время остается задача необходимости радикальной операции и возможности сохранения этого органа. Основная задача реабилитации больных, перенесших различные резекции гортани, гортаноглотки - это возвращение пациентов к полноценной жизни и труду.

Учитывая анатомофизиологические особенности верхних дыхательных путей; наличия многослойного плоского неороговевающего эпителия с большим количеством желез вырабатывающих слизь в средних и нижних отделах глотки, мерцательного эпителия в гортани и трахеи, мышечного и хрящевого каркаса реконструктивная хирургия верхних дыхательных путей требует восстановления всех составляющих элементов органа.

В целом, анализ специальной литературы показал, что существует множество перспективных направлений в реконструкции верхних дыхательных путей.

Наиболее часто для пластического восстановления глотки применяют лоскуты с включением большой грудной мышцы, трапециевидной мышцы, кожно-мышечного лоскута с использованием кивательной мышцы (А.И.Неробеев 1982; И.В. Решетов, 2001; А. Л.Клочихин, А. Е.Кашманов , 2003г.; Е.И.Трофимов, 2003; M.Urken et.al. 2003.).

Другой метод реконструкции орофарингеальной зоны связан с применением однородного, близкого по анатомии и функции пластического материала: слизистых оболочек желудка и кишки (Kerscber A. et.al., 1996; Zur K., Urken M. et.al. 2003; Решетов И.В., Чиссов В.И. 2003.)

Для реконструкции гортани многими авторами использовались кожные, кожно-мышечные лоскуты на ножке, мышечные комплексы шеи (Contencia Ph et al, 1989; С.Н.Лапченко с соавт., 1992; Conticello S. et al. 1997; Feigin I. 1999; Трофимов Е.И. 2003; Решетов И.В. 2001.)

Ряд авторов используют методы остео- и хондропластики (Fridman M., 1990; Mantz H.r. et al., 1990; Дармаков В.В. 2001; Клочихин А.Л., Кашманов А.Е. с соавт. 2001; Pierre R., Delaere., 2004.). Другие авторы для закрытия дефектов используют полимерные материалы, изготовленные из марлекса, капрона, силикона, тефлона, никелида титана, вживляемые в состав мышечно-фасциальных лоскутов, хрящей гортани (А.Н.Наседкин 1991; Л.Г.Кожанов 1996; М.Р.Мухамедовов 2001; Клочихин А.Л. и соавт. 2005.).

Проанализировав данные литературы, мы сформулировали ряд проблем, возникающих при реконструкции верхних дыхательных путей:

- Восстановление жесткого остова гортани при резекции с использованием местных тканей (остатки хрящей гортани) является проблематичным из-за возможности осложнений в случае предоперационной или послеоперационной лучевой терапии.

- Использование перемещенной слизистой оболочки для восстановления внутренней выстилки верхних дыхательных и пищеварительных путей возможно только при небольших дефектах ткани.

- Замещение дефектов слизистой оболочки с использованием кожных лоскутов характеризуются низкими функциональными результатами, что связано с ростом волос в просвет вновь сформированного органа, деятельностью потовых и сальных желез внутренней выстилки, частым стриктурообразованием в зоне кожноглоточного анастомоза. Адаптация неоднородных тканей (слизистая оболочка с кожей) обуславливает высокую частоту несостоятельности швов.

- Применение различных висцеральных методов реконструкции имеют весьма высокие функциональные показатели, однако использование микрохирургической техники возможно только в специализированных и немногочисленных центрах.

В целом, анализ специальной литературы показал, что существует множество перспективных направлений в реконструкции гортани после её резекции. Однако перспективы повышения функциональной эффективности реабилитации больных раком гортани полностью не исчерпаны, существующие методы недостаточно эффективны. Так как они не позволяют восстанавливать все составляющие элементы органа с использованием однородного (близкого по морфологической, анатомической и функциональной структуре) материала, особенно с применением метода тканевой инженерии.

С учетом изложенного были сформулированы цель и задачи нашего исследования.

Цель исследования

Разработка методики биоинженерного закрытия дефектов верхних дыхательных путей с использованием тканевого эквивалента у онкологических больных.

Задачи исследования

1. Создание модели биоинженерной реконструкции верхних дыхательных путей на лабораторных животных.

2. Разработка методики реконструкции дефектов гортани, трахеи и гортаноглотки с использованием тканевого эквивалента.

3. Определение условий и разработка методик имплантации тканевого эквивалента при реконструкции верхних дыхательных путей.

4. Оценка функциональных результатов реконструкции верхних дыхательных путей биоинженерным лоскутом.

5. Определение показаний и противопоказаний к реконструкции верхних дыхательных путей по разработанной методике.

Научная новизна

На основании результатов проведенного клинико-экспериментального исследования разработана и научно обоснована методика реконструкции верхних дыхательных путей, используя однородный (близкий по морфологической, анатомической и функциональной структуре) материал с применением метода тканевой инженерии.

Предложена совершенно новая методика реконструкции гортани, глотки после резекции по поводу рака у онкологических больных. Реконструкция верхних дыхательных путей осуществляется с восстановлением всех составляющих элементов органа, включая костно-хрящевой остов, мышечный каркас, эпителиальную выстилку, а также функционально достаточный объем и форму органа.

Использование в качестве аутопластического материала, мышечного, костно-мышечного лоскутов позволяет восстановить каркас резецированной глотки, гортани. Тканевая культура, имплантируемая в просвет гортани, глотки включающая коллагеновый гель, аллогенную клеточную культуру фибробластов и эпидермальных кератиноцитов, являясь эквивалентом слизистой оболочки и закрывая её дефект, оказывает непосредственное влияние на заживление и эпителизацию раны. При этом аллогенные фибробласты способны продуцировать факторы роста, стимулировать пролиферацию и миграцию эпителиальных клеток, что приводит к восстановлению пораженного эпителия.

Определена эффективная концентрация фибробластов в тканевом эквиваленте (70 тыс.кл.\мл.), позволяющая с одной стороны, снизить образование гипергрануляций, а с другой, не нарушить структуру и функцию тканевого эквивалента.

Практическая значимость

Разработанная методика ортотопической биоинженерной реконструкции дефектов верхних дыхательных путей с применением метода тканевой инженерии у онкологических больных позволяет восстановить все составляющие элементы органа, включая костно-хрящевой остов, мышечный каркас, эпителиальную выстилку, а также функционально достаточный объем и форму органа.

На основе проведенных исследований определены показания и противопоказания к данному методу реконструкции дефектов гортани, трахеи, глотки.

Разработанная ортотопическая реконструкция верхних дыхательных путей (орофарингеальной зоны, гортани, трахеи) с применением методов тканевой биоинженерии позволяет добиться положительной функциональной реабилитации у 89,3% больных.

Представленные результаты исследования могут служить основой для практического применения данного метода в клинической практике, а также позволить продолжить разработку и усовершенствование методики для реконструкции более обширных дефектов верхних дыхательных путей.

Апробация работы

Материалы диссертации доложены на:

- Научной конференции молодых ученых и студентов «Новое в реконструктивной хирургии», Москва, 2003 г.

- VIII Российском онкологическом конгрессе, Москва, 2004 г.

- V Международном конгрессе эстетической медицины, Москва, 2005г.

- VI Всероссийском съезде онкологов, Ростов-на-Дону, 2005 г.

- Международной конференции "Опухоли головы и шеи", Анапа 2006г.

- Congress EACMFS. Barcelona 2006.

Работа обсуждена на заседании апробационной комиссии ФГУ «МНИОИ им. П.А.Герцена» Росздрава 23 июня 2006 года. В состав комиссии входили врачи отделения микрохирургии, торакальной хирургии, торакоабдоминальной онкологии, общей хирургии, отделения прогноза эффективности консервативного лечения, отделения радиоизотопных методов исследования, отделения патоморфологии.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ.

По результатам работы защищены 2 патента РФ: Патент на изобретение № 2197906 «Способ реконструкции гортани» от 11.10.2001г.

Патент на полезную модель № 34865 «Структура материала для имплантации на гортань» от 26.02.2003 г.

Объем и структура диссертации

Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, выводов, списка литературы, включающего 150 публикаций отечественных и зарубежных авторов. Диссертация изложена на 145 страницах машинописного текста, содержит 15 таблиц и 53 рисунка.

Содержание диссертационной работы

Экспериментальное исследование

Экспериментальный этап исследования включал:

- Разработку модели биоинженерной реконструкции верхних дыхательных путей на лабораторных животных с использованием живого тканевого эквивалента.

- Изучение жизнеспособности и поведения тканевого эквивалента после имплантации на костную и мышечную основу (в условиях одномоментной и отсроченной реконструкции).

- Определение условий и разработку методики имплантации тканевого эквивалента при реконструкции верхних дыхательных путей.

Для экспериментального этапа был разработан живой тканевой эквивалент кролика. Живой тканевой эквивалент изготавливали в лаборатории проблем клеточной пролиферации Института биологии развития им. Н.К. Кольцова РАН.

Тканевой эквивалент включал в себя коллагеновый гель, аллогенную клеточную культуру фибробластов и эпидермальных кератиноцитов. Для удобства фиксации тканевого эквивалента в его состав включалась полимерная биосовместимая сетка (Рис.1).

Рис. 1. Схема тканевого эквивалента

1. Коллагеновый гель

2. Полимерная сетка

3. Фибробласты

4. Кератиноциты

Свойства тканевого эквивалента

Трансплантация живого эквивалента кожи стимулирует репаративные процессы в ране и обуславливает снижение воспаления. Механизмы восстановления эпителиальных дефектов при трансплантации аллогенных клеточных конструкций обусловлены стимуляцией роста и созревания грануляционной ткани и модификации раневой поверхности, обеспечивающей условия миграции и пролиферации собственных эпителиальных клеток. Такая модификация происходит за счет синтеза клетками трансплантата белков внеклеточного матрикса, прежде всего компонентов базальной мембраны (фибронектина, коллагена IV типа, ламинина). Кроме того, трансплантация аллогенного тканевого эквивалента снижает воспаление в ране и нормализует раневой процесс.

Эксперимент проводился на 40 лабораторных животных - кроликах. В исследование было включено 3 группы животных.

I группа животных использовалась для изучения возможности имплантации тканевого эквивалента на мышечную основу (10 лабораторных животных).

II группа животных использовалась для изучения возможности имплантации тканевого эквивалента на костную основу (10 лабораторных животных).

III группа животных использовалась для создания модели реконструкции верхних дыхательных путей (20 лабораторных животных).

В модели реконструкции глотки мягкотканным компонентом служила грудино-подъязычная мышца, функцию эпителиальной выстилки выполнял тканевой эквивалент.

Для создания модели реконструкции гортани, трахеи было необходимо создание каркаса, мягкотканного компонента, эпителиальной выстилки. В эксперименте на животных мягкотканным компонентом служила грудино-подъязычная мышца, каркасную функцию выполняла титановая пластина, фиксированная к грудино-подъязычной мышце. Восстановление эпителия осуществлялось за счет тканевого эквивалента. Имплантация тканевого эквивалента осуществлялась одномоментно или отсроченно (за 14 дней до реконструктивного этапа).

Исследования показали, что тканевой эквивалент является чувствительной к внешнему воздействию структурой. Наличие таких факторов как механическое повреждение, наличие патогенной микрофлоры, взаимодействие с биологическими жидкостями пациента приводит к гибели тканевого эквивалента на ранних сроках трансплантации. Для лучшей адаптации и приживления тканевого эквивалента необходимо осуществлять предварительную имплантацию тканевого эквивалента на мышечные волокна перед реконструктивным этапом операции. Проведенные морфологические исследования показали, что аллогенный тканевой эквивалент способен сохраняться после трансплантации более 30 суток, встраиваться в ткани реципиента и обеспечивать эпителизацию мышечной ткани.

Таким образом, полученные положительные результаты при имплантации тканевого эквивалента на мышечную основу в модели реконструкции верхних дыхательных путей обосновали проведение ограниченных клинических исследований.

Клиническое исследование

Общая характеристика клинических наблюдений.

Предметом клинических исследований явились 28 пациентов. Выполнено 29 реконструктивных операций. Реконструкция дефектов верхних дыхательных путей была применена у 26 пациентов, страдавших злокачественными опухолями органов головы и шеи и у 2 пациентов с рубцовым стенозом гортани, трахеи (табл.1.).

Всем пациентам при планировании лечения проводилось полное комплексное обследование с морфологическим подтверждением диагноза.

В группу вошло 23 пациента мужского пола в возрасте от 31 до 71 года с поражением гортани, гортаноглотки, 5 пациентов женского пола в возрасте от 45 до 74 лет с поражением гортани, гортаноглотки.

Таблица 1. Распределение оперированных больных по локализации поражения органов головы и шеи

Локализация	Количество больных	Итого (%)
Гортань, трахея	21	75,0%
Гортаноглотка	4	14,29%
Небная миндалина	1	3,57%
Щитовидная железа	2	7,14%
Всего	28	100%

Опухоли гортани отмечены у 21 (75,0%) пациента, гортаноглотки у 4 (14,29%) пациентов, щитовидной железы у 2 (7,14%) пациентов, небной миндалины у 1 (3,57%) пациента.

Морфологическая структура опухолей была различной (табл. 2).

Таблица 2 Распределение оперированных больных по морфологической структуре заболевания

Морфологическая структура заболеваний	Количество наблюдений	Итого(%)
Плоскоклеточный рак	21	75,0
Хондросаркома	2	7,14
Папиллярный рак щитовидной железы	2	7,14
Карциносаркома	1	3,58
Рубцовый стеноз	2	7,14
Всего:	28	100

В зависимости от имевшегося характера опухолевой патологии у пациентов в первую группу мы выделили больных с первичными опухолями, во вторую группу объединены рецидивы и продолженный рост опухолей, в третью группу больные с рубцовыми стенозами гортани, трахеи, требующие выполнения реконструктивно-пластической операции (табл.3).

Таблица 3. Распределение оперированных пациентов по характеру патологии

Первичные опухоли были отмечены у 17 пациентов (60,71%); с поражением гортани - 13 пациентов, гортаноглотки - 3 пациента, щитовидной железы - 1 пациент. Рецидивные опухоли у 9 пациентов (32,14%); с поражением гортани - 6 пациентов, гортаноглотки - 1 пациент, небной миндалины 1 пациент, щитовидной железы 1 пациент. Оперировано 2 пациента (7,14%) по поводу рубцового стеноза верхних дыхательных путей: 1 пациенту выполнена реконструктивно-пластическая операция по поводу рубцового стеноза трахеи в результате длительного нахождения на ИВЛ и 1 пациенту по поводу рубцового стеноза гортани и трахеи после хирургического лечения узловой формы тиреоидита Хашимота.

В группе первичных больных I стадия опухолевого процесса была выявлена у 3 (17,65%), II у 7 (41,18%), III у 4 (23,53%), IV у 2 (11,76%), саркома гортани у 1 (5,88%) пациента.

Распределение пациентов в соответствии с системой TNM: T1N0M0 - 5 пациентов, T2N0M0 - 8 пациентов, T2N1M0 - 2 пациента, T3N0M0 - 4, T4N0M0 - 2 пациента, T4N2M0 - 2 пациента.

В группе больных с рецидивными опухолями (9), в которую были включены рецидивы опухолевого процесса (4) и продолженный рост опухоли (5), все пациенты ранее перенесли неэффективное лечение.

У 5 (17,86 %) пациентов отмечено метастатическое поражение регионарных лимфатических узлов шеи, у 1 из них с двух сторон. У 1(3,57%) пациента отмечено отдаленное метастазирование (плевральная полость).

У пациентов, входящих в исследование, противоопухолевое хирургическое лечение проведено в 11 наблюдениях, комбинированное в 11, комплексное в 2, последовательное лечение у 4 пациентов и хирургическое лечение по поводу рубцового стеноза гортани, трахеи в 2 случаях.

Лучевая терапия до выполнения реконструктивно-пластического этапа лечения была проведена в 64,29 % (18 человек) наблюдений. Суммарная очаговая доза составила от 40 до 100 Гр. Группа больных, получивших дозу ЛТ от 40 до 60 Гр. составила 72,22% (13 человек), более 60 Гр. - 27,78% (5 человек). Сроки от окончания проведения лучевой терапии до реконструктивной операции составили от 1 до 36 месяцев.

Характер дефекта после радикального удаления опухоли определялся локализацией и распространенностью опухолевого процесса. В связи с этим наблюдения были разделены на 2 группы: дефекты глотки - 11 (37,93%) пациентов, дефекты гортани и трахеи - 18 (62,07%) пациентов.

После удаления опухолей головы и шеи возникали дефекты, требующие восстановления жесткого остова (гортань, трахея), дефекты с необходимостью восстановления только мягкотканного компонента (дефекты орофарингеальной зоны). Дефекты были условно разделены по способу последующей реконструкции.

Характеристика пластического материала

Дефекты гортани, трахеи, гортаноглотки восстанавливали с использованием наиболее подходящего при данном дефекте трансплантата. Трансплантаты составляли две группы, отличающиеся друг от друга наличием или отсутствием каркаса.

Общее количество использованных трансплантатов у 28 пациентов составило 29. Произведена аутотрансплантация 10 перемещенных мышечных лоскутов, 1 перемещенного кожно-мышечного лоскута с включением большой грудной мышцы. Было использовано 15 перемещенных костно-мышечных лоскутов с включением грудино-ключичного сочленения и кивательной мышцы и 1 перемещенного кожно-жирового лоскута боковой поверхности шеи. Резецированная слизистая гортани у 2 пациентов была восстановлена с использованием только одного тканевого эквивалента. Все лоскуты имели в своем составе тканевой эквивалент. Размер и форма трансплантата зависели от конфигурации и размера замещаемого дефекта.

Тканевой эквивалент, используемый для реконструкции верхних дыхательных путей в клинических исследованиях, отличался от трансплантата, используемого в эксперименте, только наличием человеческой аллогенной клеточной культуры фибробластов и эпидермальных кератиноцитов. Для восстановления дефектов орофарингеальной зоны использовался перемещенный мышечный (Рис.2) или кожно-мышечный трансплантат (Рис.3), состоящий из большой грудной мышцы с предварительно имплантированным тканевым эквивалентом слизистой оболочки.



Рис. 2. Схема сложносоставного мышечного лоскута

1. Тканевой эквивалент

2. Большая грудная мышца

Рис. 3. Схема кожно-мышечного лоскута

1. Тканевой эквивалент

2. Большая грудная мышца

3. Кожная порция лоскута

У всех пациентов реконструкция осуществлялась в два этапа. На первом этапе всем пациентам производилась имплантация тканевого эквивалента на собственную фасцию большой грудной мышцы. При реконструкции кожно-мышечным лоскутом тканевой эквивалент имплантировался на внутреннюю поверхность большой грудной мышцы. Для изоляции тканевого эквивалента от окружающих тканей на его поверхность имплантировалась перфорированная полиэтиленовая пленка. Рана послойно ушивалась наглухо с оставлением латексных выпускников.

Реконструктивный этап осуществлялся в различные сроки после имплантации тканевого эквивалента от 7 до 30 суток. Осуществлялся доступ к большой грудной мышце с иссечением старого послеоперационного рубца, полиэтиленовая пленка удалялась. Соответственно размеру дефекта формировался мышечный или кожно-мышечный лоскут из волокон большой грудной мышцы на мышечных ветвях грудоакромиальных сосудов, с предварительно имплантированным тканевым эквивалентом. Затем мышечный или кожно-мышечный лоскут проводился через подкожный туннель на шее к зоне дефекта. Восстановление мягкотканного дефекта орофарингеальной зоны осуществлялось мышечной порцией лоскута, слизистая оболочка восстанавливалась тканевым эквивалентом. Кожный покров восстанавливался кожной порцией лоскута или расщепленным аутодермальным трансплантатом. Донорская рана послойно ушивалась наглухо.

Для закрытия дефектов гортани, трахеи использовали сложносоставной лоскут, включающий в себя костно-хрящевой остов, мышечный слой, эпителиальную выстилку (Рис.4.).



Рис. 4. Схема костно-мышечного лоскута

1. Тканевой эквивалент

2. Мышечный слой

3. Костная пластинка

4. Титановая пластина

Реконструкция дефектов гортани, трахеи осуществлялась как с предварительной имплантацией тканевого эквивалента в 8 случаях, так и одномоментно в 10 случаях. Всем пациентам оформляли нижнюю трахеостому.

При формировании костно-мышечного лоскута костным компонентом лоскута являлась рукоятка грудины, мышечной составляющей грудино-ключично-сосцевидная мышца. Грудино-ключично-сосцевидная мышца имеет несколько источников кровоснабжения. Верхний отдел получает питание от затылочной артерии, средний от верхней щитовидной, нижний от щитошейного ствола. Продольная ориентация сосудов обеспечивает надежное кровоснабжение относительно узкой мышцы.

Схема реконструкции гортани с использованием костно-мышечного лоскута представлена на рисунке 5.



Рис.5. Схема реконструкции гортани

1. Дефект гортани

2. Костно-мышечный лоскут

Формировался костно-мышечный лоскут на кивательной мышце с включением фрагмента наружной компактной пластинки рукоятки грудины.

Для моделирования и сохранения заданной конфигурации костной ткани использовали сетчатые пластины из биосовместимого титана, которые фиксировали к костной ткани с помощью титанового винта. Сформированный костно-мышечный лоскут с зафиксированной на его поверхности титановой пластиной моделировали по форме дефекта. На внутреннюю поверхность костно-мышечного лоскута, обращенную в просвет гортани, фиксировали тканевой эквивалент при одномоментной реконструкции. При отсроченной реконструкции гортани, тканевой эквивалент имплантировали на волокна грудино-ключично-сосцевидной мышцы в области прикрепления ее к грудине за 14 - 90 дней до реконструктивной операции. Комбинированным трансплантатом восстанавливали резецированные отделы гортани, фиксируя лоскут к оставшимся фрагментам щитовидного хряща при помощи титановой перфорированной пластины и шурупов. В просвет гортани для предотвращения контакта послеоперационной раны с физиологическими жидкостями (мокрота, слюна и т.д.), а также для улучшения формирования ее просвета устанавливали латексный «кулон». Рану послойно ушивали наглухо.

После реконструктивного этапа операции осуществлялись: ежедневные перевязки донорской и реципиентной раны, рентгенологический контроль акта глотания, оценка жизнеспособности костного трансплантата, оценка эпителизации трансплантированного лоскута.

Все особенности ведения реципиентной раны при орофациальном дефекте связаны с тем, что трансплантат находился в агрессивной, инфицированной среде полости рта. В связи с этим у всех пациентов в послеоперационном периоде энтеральное питание осуществлялось через назогастральный зонд (до 14 суток при неосложненном течении послеоперационного периода). Для контроля функции глотания (14 сутки после операции), всем пациентам выполнялось рентгенологическое исследование с контрастированием. При отсутствии слюнных свищей, нарушения разделительной функции надгортанника назогастральный зонд удалялся. Питание осуществлялось через рот в полном объеме.

Ведение реципиентной раны при реконструктивных операциях на гортани, трахеи не имело принципиальных особенностей, кроме удаления латексного «кулона» на 21 сутки послеоперационного периода.

Результаты клинического применения метода биоинженерной реконструкции верхних дыхательных путей с использованием живого тканевого эквивалента.

Для оценки состояния живого тканевого эквивалента после имплантации на мышечные волокна было проведено гистологическое (14, 30 сутки) и иммуногистохимическое исследование (14 сутки). Как показало гистологическое исследование, на 14 сутки после имплантации (Рис.6) на большой грудной мышце, отмечалось наличие ткани с покровом из примитивного уплощенного эпителия. На 30 сутки во всех случаях отмечалось наличие слизистой оболочки с покровом из многослойного плоского эпителия. При иммуногистохимическом исследовании (на 14 сутки после имплантации) отмечалась положительная реакция с антителами к общим цитокератинам, к ядерному белку пролиферирующих клеток, к СД31. Данная картина свидетельствовала о том, что предварительно имплантируемый на мышечные волокна живой тканевой эквивалент в отсутствии «гистотипического» микроокружения (кожа, слизистая оболочка гортани, глотки) остается жизнеспособным, встраивается в ткани реципиента и сохраняет способность клеток к пролиферации.

Рис. 6. Гистологическое исследование биоптата биоинженерного лоскута через 2 недели после имплантации тканевого эквивалента на большую грудную мышцу (окраска гематоксилином и эозином х 200)

1. Эпителий

2. Биополимерная сетка

3. Фиброзная ткань с гранулемами вокруг сетки

4. Скелетные мышцы

Осложненный послеоперационный период отмечен у 17 (60,71%) пациентов (табл.4.).

Таблица 4. Общая характеристика послеоперационного периода

Осложнения со стороны донорской раны возникли у 2 (7,1%) пациентов, осложнения со стороны реципиентной раны у 6 (21,5%) пациентов, у 7 (25%) пациентов со стороны трансплантата (тканевого эквивалента). У 1 (3,55%) пациента послеоперационный период осложнился двусторонней нижнедолевой пневмонией. У 1 (3,55%) пациента сформировался трахеопищеводный свищ.

Осложнения со стороны трансплантата были связаны с образованием грануляционной ткани в области реконструкции. Проведя анализ данных осложнений, мы пришли к выводу, что активное образование грануляционной ткани связано с трансплантацией тканевого эквивалента. Известно, что фибробласты, являющиеся компонентом тканевого эквивалента, оказывают непосредственное влияние на заживление ран и на эпидермализацию, но так же они могут спровоцировать фиброматозные изменения в тканях. Учитывая эти данные, в процессе клинической работы мы изменили концентрацию фибробластов в тканевом эквиваленте (до 70 тыс.кл.\мл.) таким образом, чтобы с одной стороны, снизить образование гипергрануляций, а с другой, не нарушить структуру и функцию тканевого эквивалента.

Суммарно оценивая результаты применения разработанной методики у 28 пациентов, мы получили восстановление функции в 25 (89,3%) случаях. У всех пациентов с реконструкцией орофарингеальной зоны (11 пациентов) отмечалась полная эпителизация трансплантата. Питание через рот восстановлено в полном объеме в сроки от 14 суток до 13 месяцев. У 8 (72,7%) пациентов питание через рот восстановлено в полном объеме в сроки от 12 до 14 суток. У 1 (9,1%) пациента в послеоперационном периоде было отмечено нарушение защитной функции надгортанника в связи с чем, пациенту была выполнена гастростомия. У 1 (9,1%) пациента питание через рот восстановлено в полном объеме только через 30 суток после фарингопластики, в связи с наличием в анамнезе острого кровотечения из правой язычной артерии. У 1 (9,1%) пациента послеоперационный период осложнился формированием трахеопищеводного свища. Это осложнение было связано с трофическими изменениями в тканях трахеи и пищевода, после проведенного химиолучевого лечения ( СОД 70 Гр.) по поводу рака нижней трети пищевода и рака гортаноглотки, длительным стентированием пищевода. Через 13 месяцев питание через рот восстановлено в полном объеме.

При анализе результатов реконструкции гортани были оценены 18 пациентов. Декануляция произведена в 15 (83,3%) наблюдениях в сроки от 18 до 63 дней. У 3 (16,7%) пациентов декануляция не произведена, в двух случаях вследствие развития рубцового стеноза гортани и трахеи. В 1 случае пациент выписался с трахеостомической трубкой вследствие разрастания грануляционной ткани по передней стенке трахеи. Дальнейшее течение послеоперационного периода у этого пациента отследить не удалось.

Полученные данные позволили представить общую характеристику эффективности применяемого метода реконструкции верхних дыхательных путей. Положительные результаты реконструкции верхних дыхательных путей были достигнуты в 89,3% случаях. При реконструкции гортани в 83,3%, при реконструкции орофарингеальной области в 100% случаях (табл.5).

Таблица 5

Показатели восстановления функции у оперированных больных

Оценка выживаемости пациентов не проводилась, так как резекционный этап (удаление опухоли) выполнялся по стандартной методике.

Сравнивая функциональные результаты реконструкции верхних дыхательных путей по разработанной нами методике с известными методами реконструкции, очевидно, что данная методика показала хорошие результаты, несмотря на первый клинический опыт.

ВЫВОДЫ

1. Экспериментальная модель биоинженерной реконструкции верхних дыхательных путей включает восстановление различных типов тканей: мышцы, кости, эпителий.

2. Методика биоинженерной реконструкции верхних дыхательных путей в комбинации с применением аутопластических материалов - мышц, костей, живой клеточной аллогенной тканевой культуры является новым методом восстановления их анатомической структуры и функции.

3. Оптимальными условиями для восстановления слизистой оболочки верхних дыхательных путей является предварительная имплантация тканевого эквивалента на мышечные волокна за 10-14 дней до реконструктивного этапа. Эффективная концентрация фибробластов в тканевом эквиваленте должна составлять 70 тыс.кл.\мл.

4. Разработанная ортотопическая реконструкция верхних дыхательных путей с применением методов тканевой биоинженерии позволяет добиться положительной функциональной реабилитации у 89,3% больных в сроки до 30 дней.

5. Реконструкция верхних дыхательных путей методом тканевой биоинженерии с применением тканевого эквивалента показана больным раком гортани, гортаноглотки, верхней трети трахеи в стадии T2-3N0M0 при выполнении органосохраняющих резекций.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Способ реконструкции гортани. Патент на изобретение № 2197906 от 11.10.2001г. (соавт.: Чиссов В. И., Решетов И. В., Васильев А. В., Терских В.В, Роговая О.С.).

2. Реконструкция гортани с использованием тканевых трансплантатов // Материалы практической научной конференции молодых ученых и студентов «Новое в реконструктивной хирургии». Москва, 2003. - С.127. (соавт.: Чиссов В.И., Решетов И.В., Васильев А.В., Роговая О.С.).

3. Структура материала для имплантации на гортани. Патент на полезную модель № 34865 от 26.02.2003 г. (соавт.: Чиссов В.И., Решетов И.В., Васильев А.В., Терских В.В., Роговая О.С.).

4. Использование тканевых эквивалентов при реконструкции тканей у онкологических больных // Материалы научно-практической конференции врачей онкологов Федерального управления «Актуальные вопросы онкологии и онкологической помощи в системе Федерального управления Медбиоэкстрем». Москва, 2004. - С. 111-114 (соавт.: Решетов И.В., Чиссов В.И.).

5. Новые подходы к органосохраняющему хирургическому лечению рака гортани // Материалы VIII Российского Онкологического Конгресса. Москва, 2004. - С 123. (соавт.: Решетов И.В., Чиссов В.И., Васильев А.В., Терских В.В., Роговая О.С.).

6. Клеточные технологии в замещении тканевых дефектов в онкологии // Вестник Российской Академии Медицинских Наук. Москва, 2006. - №6. - С.34-38 (соавт.: Чиссов В.И., Решетов И.В., Сергеева Н.С., Васильев А.В., Баринов С.М., Терских В.В., Свиридова И.К., Комлев В.С., Кирсанова В.А., Роговая О.С., Филюшин М.М.).

7. Реконструкция верхних дыхательных путей с использованием тканевого эквивалента у онкологических больных // Российский онкологический журнал. Москва, 2005. - №6. - С. 25-28 (соавт.: Чиссов В.И., Решетов И.В., Васильев А.В., Терских В.В., Роговая О.С.).

8. Экспериментальные исследования по созданию живого тканевого эквивалента // Материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Опухоли головы и шеи». Сибирский онкологический журнал. - Анапа. - прилож.№1. - стр. 23-24. (соавт.: Васильев А.В., Решетов И.В., Роговая О.С., Васильев В.Н.).

9. Клеточные технологии в замещении дефектов верхних дыхательных путей у онкологических больных // Материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Опухоли головы и шеи». Сибирский онкологический журнал. - Анапа, 2006. - прилож.№1. - С - 99-100. (соавт.: Решетов И.В., Чиссов В.И., Васильев А.В., Роговая О.С.).

10. Reshetov I.V., Vasiljev A.V., Batuchtina E.V., Rogovaya O.S. Cellular technology in reconstruction of defets of the upper respiratory tracts in oncological patients // J. Cranio-Maxillofacial. Surg.-v.34.-Suppl.1.- Sept. 2006.- p.3.